Диоксида титана повышает интенсивность излучения лазерных светодиодов

30.01.2023

Оксиды титана значительно повышают эффективность и фотолюминесценцию светодиодов. Господство белых светодиодов в качестве основного источника света может скоро закончиться с появлением новой альтернативы.

Фотонный кристалл или наноантенна, двумерная структура с периодическим расположением наноразмерных частиц, разрабатывается как передовая технология оптического контроля. Воздействие света на комбинацию наноантенны с люминофорной пластиной дает гармоничное сочетание синего и желтого света.

Белые светодиоды уже получили улучшение в виде белых лазерных диодов (LD), которые состоят из желтых люминофоров и синих лазерных диодов. Синие LD узконаправлены, а желтые люминофоры излучают во всех направлениях, что приводит к нежелательному смешению цветов.

Чтобы решить эту проблему, исследователи разработали люминофорные пластины в сочетании с наноантеннами с использованием металлического алюминия, что позволяет увеличить фотолюминесценцию. Наночастицы алюминия эффективно рассеивают свет и улучшают его интенсивность и направленность. Однако алюминий также и поглощает свет, снижая выходную мощность. Это основное узкое место, особенно для задач, требующих высокой интенсивности освещения.

Группа исследователей из Киотского университета добилась десятикратного усиления прямой фотолюминесценции, заменив алюминий диоксидом титана.

"Оказалось, что диоксид титана - лучший выбор из-за его высокого показателя преломления и поглощения при слабом освещении", - отметил ведущий автор исследования Шунсуке Мураи.

Хотя интенсивность светорассеяния оксида титана изначально казалась меньшей, чем у металлического алюминия, команда использовала компьютерное моделирование для разработки оптимальной конструкции наноантенны.

"Новые люминофоры наноантенн выгодны для очень яркого, но энергосберегающего твердотельного освещения, поскольку они могут подавлять повышение температуры при облучении, - объясняет Мураи. - В процессе поиска оптимальных размеров мы с удивлением обнаружили, что самые тонкие люминофоры давали самую яркую фотолюминесценцию, демонстрируя, как увеличить интенсивность и прямого излучения и общую мощность".

<< Назад: Генерация электроэнергии из движущихся поездов 30.01.2023

>> Вперед: Передача радиосигналов почти без затрат энергии 29.01.2023

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Гибкий алмаз вырабатывает электричество 15.09.2026

Алмаз традиционно воспринимается как исключительно твердый и практически неподвижный материал, поэтому возможность получать из него электричество при механической деформации долгое время казалась невероятной. В начале XX века алмаз относили к непьезоэлектрическим материалам, то есть считалось, что при сжатии или изгибе он, в отличие от кварца, не способен создавать электрический заряд. Однако исследователи из Университета Гонконга обнаружили, что при определенных условиях это представление требует пересмотра. Проблема заключалась прежде всего в физической природе самого минерала. Обычный алмаз настолько тверд, что заметно согнуть его практически невозможно. Поэтому специалисты использовали другой подход и изготовили из алмаза чрезвычайно тонкую гибкую мембрану. После механического воздействия на такую конструкцию измерительные приборы зарегистрировали устойчивые электрические сигналы. Эксперименты неоднократно повторяли и проводили в различных условиях, чтобы исключить случайное про ...>>

Найдена химическая причина возрастных изменений запаха кожи 14.09.2026

Запах человеческого тела меняется на протяжении всей жизни, и особенно заметные изменения могут происходить в пожилом возрасте. Речь идет не только о привычном запахе пота или особенностях гигиены: старение сопровождается целым комплексом биохимических процессов в коже, способных влиять на ее естественный запах. Ученые обнаружили одно из веществ, которое связывают с характерным ароматом, часто называемым "запахом старости". Исследователи установили, что важную роль в этом процессе играет 2-ноненаль - органическое соединение из группы ненасыщенных жирных альдегидов. Это вещество обладает характерным запахом, который нередко описывают как сочетание прогорклого масла и затхлого картона. Его количество в коже увеличивается по мере старения организма, поэтому концентрация 2-ноненаля рассматривается специалистами как одна из биохимических причин возрастного изменения запаха. По словам дерматологов, заметные изменения начинают становиться более вероятными после 40 лет. Доктор Сонал Чоуд ...>>

Случайная новость из Архива Микросхема оптического измерителя дальности TI OPT3101 03.11.2019 OPT3101 AFE - новая микросхема для определения расстояния до объекта методом измерения времени пролета фотонов. OPT3101 содержит аналоговую часть и встроенный драйвер светодиода. Устройство подключается к внешнему фотодиоду и излучателю типа LED, VCSEL или LASER. Для вывода данных о дистанции до объекта имеется I2C-интерфейс. Микроконтроллер может непосредственно считывать данные о расстоянии, поэтому не требуется производить дополнительные вычисления на внешнем MCU. Вся обработка и учет поправок на перекрестные помехи, начальный и температурный дрейф фазы выполняются на чипе. Устройство также обеспечивает измерение и выдачу температуры от встроенного датчика. OPT3101 может работать со скоростью до 4000 измерений в секунду. Учитывая высокий коэффициент подавления внешней засветки, устройство может работать при ярком солнечном свете (до 130 клк). Секвенсор синхронизации может быть гибко сконфигурирован для обеспечения оптимального соотношения мощности и производительности в зависимости от конкретного приложения. Устройство предоставляет данные о дальности, состоящие из фазовых измерений, амплитуды и параметров окружающей среды. Подсистема калибровки поддерживает компенсацию ошибок фазовых данных для устранения погрешностей, вызванных температурой и перекрестными помехами. При использовании специального рефлектора дальность измерения может достигать 40 метров. Особенности OPT3101: Измерение расстояния на дистанции до 15 метров; Обнаружение предметов и предотвращение столкновений; Возможность выбора фотодиодов и излучателей; Частота измерений до 4000 раз в секунду; 16-разрядный выходной сигнал при работе на расстоянии 15 м; Гибкая настройка секвенсора для увеличения диапазона до 75 метров; Поддержка трех каналов передатчика для работы в нескольких зонах; Работает при внешней освещенности объекта до 130 000 лк; Измерение расстояния независимо от отражательной способности объекта; Встроенный драйвер светодиода с программируемым током до 173 мА; Встроенный датчик температуры для калибровки; Интерфейс I2C для управления и передачи данных; Рабочая температура окружающей среды: -40...85°C.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026